Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы лечения травматической болезни спинного мозга (обзор литературы)... Л О
1.1. Некоторые аспекты течения патологических процессов в позднем периоде ТБСМ 10
1.2. Восстановительная хирургия спинного мозга в позднем периоде ТБСМ 15
1:3. Стволовые клетки костного мозга в лечении патологии центральной нервной системы . 22
ГЛАВА 2. Материалы и методы 31
2.1. Законодательные аспекты экспериментальных и клинических исследований 31
2.2. Экспериментальный раздел... 32
2.2.1. Моделирование экспериментального повреждения спинного мозга 32
2.2.2. Оценка неврологического статуса животных 35
2.2.3. Приготовление клеточного материала 3;7
2.2.4. Приготовление плазменного сгустка 38
2.2.5. Морфологическое исследование 39
2.3.Клинический раздел 40
2.3.1. Общая характеристика больных 40
2.3.2. Протокол клинического испытания 41
2.3.3. Оценка неврологического статуса больных с ТБСМ 41
2.3.4. Методы инструментального исследования 44
2.3.5. Забор и приготовление аутологичных СККМ 46
2.3.6. Оценка клеток костного мозга 47
2.3.7. Методика оперативного лечения и трансплантации стволовых клеток костного мозга < 48
2.4. Статистические исследования 51
ГЛАВА 3. Влияние трансплантации стволовых клеток костного мозга на восстановление моторной функции спинного мозга в эксперименте 52
3.1. Характеристика движений животных в динамике при экспериментальном повреждении спинного мозга 52
3.2. Характеристика движения животных при трансплантации различных фракций клеток КМ на 7 сутки после экспериментального повреждения спинного мозга 56
3.3. Характеристика движений животных при трансплантации различных фракций клеток КМ на 21 сутки после экспериментального повреждения спинного мозга...62
ГЛАВА 4. Морфологические исследования ... 68
4.1. Морфологические исследования спинного мозга при моделировании экспериментального повреждения 68
4.2. Морфологическое исследование спинного мозга при трансплантации различных фракций клеток КМ на 7 сутки после моделирования повреждения 73
4.3. Морфологическое исследование спинного мозга при трансплантации различных фракций клеток КМ на 21 сутки после моделирования повреждения .78
ГЛАВА 5. Аутологичные стволовые клетки костного мозга в комплексном лечении травматической болезни спинного мозга в позднем периоде 84
5.1. Клинико-неврологическая характеристика больных в позднем периоде ТБСМ 84
5.2. Характеристика костного мозга у больных с ТБСМ 90
5.3. Оценка безопасности и эффективности трансплантации аутологичных СККМ в позднем периоде ТБСМ 94
От автора 118
Список литературы 119
Приложение 135
- Стволовые клетки костного мозга в лечении патологии центральной нервной системы
- Методы инструментального исследования
- Характеристика движений животных в динамике при экспериментальном повреждении спинного мозга
- Клинико-неврологическая характеристика больных в позднем периоде ТБСМ
Введение к работе
По сведениям М.М. Косичкина (1999) в России ежегодно инвалидами вследствие травмы спинного мозга становятся более 8 000 человек, что составляет 547 человек на 10 млн. населения. Число таких инвалидов постоянно увеличивается за счет того, что 54,5% из них имеют сроки заболевания более 10 лет (Нестеров В.А., 1977).
Если учесть, что госпитальная смертность в раннем периоде травмы составляет 16,3% (Дралюк М.Г. с соавт., 1993), то естественно, количество травмированных намного больше, чем получивших инвалидность.
В США встречаемость спинномозговых повреждений достигает до 1 случая на 1000 населения в год (Hulsebosch С.Е., 2002). Так, по данным Berkowitz М. et al. (1992) и Kakulas B.A. (1999) в настоящее время в США проживает около 400 000 больных с повреждениями спинного мозга и ежегодно регистрируется до 10-15 тыс. новых случаев, большая часть из которых приходится на возрастную категорию от 16 до 31 года. Затраты на лечение данной группы больных составляют 500 тыс. долл. США при параплегии и 1 млн. долл. США при тетраплегии (Stover S.L., Fine Р.В., 1987; Gutierrez P.A. et al., 1993).
Рост встречаемости и экономические затраты на лечение данной категории больных подчеркивают социально-экономическую важность проблемы и обосновывают поиск новых путей лечения ТБСМ.
Эффективность многочисленных оперативных вмешательств и способов восстановления функции спинного мозга в различные периоды травматической болезни спинного мозга, несмотря на оптимистичные публикации, очень низка (Ступак В.В., 1997; Басков А.В., 1998; Щевелев И.Н. и соавт., 2000; Кельмаков В.П., 2002, 2005; Benzel Е.С., LarsoT S.J., 1986; Anderson P.A., Bohlman H.H., 1992; Vaccaro A.R. et al., 1997; Tator C.H., 2001). Об этом свидетельствует то, что почти все больные с ТБСМ от 80% до 95% остаются глубокими инвалидами, требующими постороннего ухода (Косичкин М.М., 1996, 1998, 1999; Bracken М.В., Holford T.R., 2002; Berkowitz М. et al., 1998; Gardenas D.D. etal.,2004).
Гибель клеточных и волоконных структур (нейронов и глии) в первичном очаге повреждения спинного мозга, продолжение и распространение процесса вторичного повреждения на значительное расстояние обусловливают клиническую картину травматической болезни спинного мозга (Басков А.В. и др., 2002; Beattie M.S. et al., 2000).
Перспективным направлением лечения патологии центральной нервной системы является клеточная заместительная терапия. Проводились клинические исследования по применению эмбриональных стволовых клеток при детских врожденных патологиях (Кафанова М.Ю. и соавт., 2000), ишемическом и геморрагическом инсульте (Семченко В.В. и соавт., 2004; Chen J. et al.,2001), черепно-мозговой травме (Рабинович С.С. и соавт., 1999; Савченко С.А., 2005), болезни Паркинсона (Cova L. et al., 2004).
При травме спинного мозга исследована возможность применения клеток миелиновой оболочки обонятельного тракта (Lu J., Ashwell К., 2002), олиго-дендроцитов, шванновских клеток (Bunge R.P., 2001), эмбриональных и нейральных стволовых клеток (Карпенко Д.О., 2005; Савченко С.Д., 2005; Zompa Е.А. et al., 1997; McDonald J.W. et. al., 1999). Авторы указывают, что после пересадки отмечается дифференцировка стволовых клеток в клетки нейронального и глиального ряда (Карпенко Д.О., 2005; Brazelton T.R. et al., 2000).
В экспериментальной биологии и медицине широко дискутируется вопрос полипотентности стволовых клеток костного мозга. По данным авторов, их использование в раннем периоде травматической болезни спинного мозга оказывает положительное влияние на неврологическое восстановление и гистоструктуру очага повреждения (Mezey Е. et al., 2000; Hofstetter СР. et al., 2002; Padovan C.S. et al., 2003; Chopp M. et al., 2000; David С et al., 2002).
Однако, возможность применения трансплантации стволовых клеток костного мозга в позднем периоде травматической болезни спинного мозга, выбор вида клеток, оптимальных сроков трансплантации и их клиническая эффективность остаются неизученными, что определило цель нашего исследования.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ: Изучить влияние трансплантации стволовых клеток костного мозга на восстановление функции спинного мозга в эксперименте и клинически апробировать возможность применения аутологичных стволовых клеток в комплексном лечении травматической болезни спинного мозга.
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
1. На модели экспериментального повреждения спинного мозга изучить восстановление двигательной функции спинного мозга в зависимости от типа трансплантируемых клеток и сроков их введения.
2. Изучить морфологическую картину зоны повреждения спинного мозга при трансплантации различных фракций стволовых клеток костного мозга в ранние (7 суток) и поздние (21 сутки) сроки после повреждения.
3. Провести сравнительное изучение клеток костного мозга (стволовых кроветворных клеток, лимфоцитов) и возможность генерации мезенхимальных стволовых клеток у пациентов в позднем периоде травматической болезни спинного мозга и у здоровых доноров.
4. Разработать способ лечения травматических повреждений спинного мозга с использованием аутологичных стволовых клеток костного мозга, оценить его безопасность и эффективность в комплексном лечении больных в позднем периоде травматической болезни спинного мозга
НАУЧНАЯ НОВИЗНА
На модели экспериментального повреждения спинного мозга крыс породы Вистар впервые установлено, что достоверной эффективностью в отношении восстановления неврологического дефицита обладает фракция мезенхимальных стволовых клеток. Положительная неврологическая динамика наблюдается при • трансплантации фракции мезенхимальных стволовых клеток как в ранние (через 7 суток), так и в поздние (через 21 суток) сроки после травмы.
Путем морфологических исследований впервые установлено, что трансплантация фракции мезенхимальных стволовых клеток ведет к формированию нежного рубца с большим количеством сосудов в области дефекта спинного мозга. В смежной с областью иссечения зоне спинного мозга отмечается меньшая выраженность кистозно-дегенеративных изменений и большее количество сосудов, чем в группе контроля.
Впервые проведено сравнительное исследование клеток костного мозга (стволовые кроветворные клетки, зрелые лимфоциты и мезенхимальные клетки) больных травматической болезнью спинного мозга и здоровых доноров. Выявлено отсутствие существенных изменений костного мозга (стволовых кроветворных клеток, лимфоцитов) и возможность генерации мезенхимальных стволовых клеток у больных в позднем периоде травматической болезни спинного мозга.
Разработан и клинически апробирован способ лечения травматических повреждений спинного мозга (заявка на изобретение №2005107988 с приоритетом от 22.03.2005), основанный на использовании аутологичных стволовых клеток костного мозга.
На основании клинической апробации метода впервые показана безопасность трансплантации аутологичных стволовых клеток костного мозга в комплексном лечении травматической болезни спинного мозга. Применение аутологичных стволовых клеток костного мозга позволяет добиться регресса нарушений двигательных и чувствительных функций у большего числа больных.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ
Результаты экспериментальных исследований могут стать основой для дальнейших работ по изысканию новых методик лечения травматической болезни спинного мозга с использованием стволовых клеток костного мозга.
Отсутствие изменений клеток костного мозга больных с травматической болезнью спинного мозга в позднем периоде, в том числе стволовых кроветворных клеток, лимфоцитов и возможность генерации мезенхимальных стволовых клеток позволяет применять клетки костного мозга в качестве источника стволовых клеток для аутологичной трансплантации.
Разработанный способ лечения травматических повреждений спинного мозга путем трансплантации стволовых клеток костного мозга является безопасным и позволяет повысить эффективность лечения травматической болезни спинного мозга в позднем периоде за счет более четкой и стойкой положительной динамики неврологических показателей.
ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ
1. Применение фракции мезенхимальных клеток костного мозга как в раннем (на 7 сутки), так и в позднем (на 21 сутки) периоде после экспериментального повреждения спинного мозга по сравнению с другими фракциями оказывает наибольшее положительное влияние на восстановление двигательной функции.
2. Трансплантация фракции мезенхимальных стволовых клеток костного мозга в раннем (на 7 сутки) и в позднем (на 21 сутки) периоде после экспериментального повреждения спинного мозга приводит к уменьшению кистозно-дегенеративных изменений, увеличению количества сосудов в области иссечения и смежной с ней областях спинного мозга в сравнении с контрольной группой животных.
3. Костный мозг пациентов с травматической болезнью спинного мозга ввиду отсутствия изменений стволовых кроветворных клеток, лимфоцитов в сравнении со здоровыми донорами, возможности генерации мезенхимальных стволовых клеток является полноценным источником стволовых клеток для практического применения в клеточной терапии.
4. Трансплантация аутологичных стволовых клеток является безопасным методом лечения травматической болезни спинного мозга в позднем периоде и повышает эффективность комплексной терапии.
Основные положения работы доложены на: I Международной научно-практической конференции молодых ученых по вертебрологии и смежным дисциплинам. Новосибирск. 2005 г.; Научно-практической конференции с международным участием «Современные технологии диагностики, лечения и реабилитации больных с заболеваниями, повреждениями позвоночника, спинного мозга и периферической нервной системы. Курган. 2005 г.; Заседании ассоциации нейрохирургов г. Новосибирска. 2005 г.; V Республиканской научно-практической конференции «Актуальные проблемы организации экстренной медицинской помощи: малоинвазивные методы диагностики и лечения в экстренной медицине» г. Бухара. Узбекистан. 2005 г; Расширенном заседании Ученого совета Новосибирского НИИТО. 2005 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных работ, в том числе за рубежом - 6.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ
Диссертационная работа изложена на 137 страницах. Содержит 54 рисунков, 24 таблиц и 2 приложения. Состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка использованной литературы, содержащего 221 источник, из них 64 отечественных и 157 иностранных авторов.
Стволовые клетки костного мозга в лечении патологии центральной нервной системы
Стволовые клетки подразделяются по месту происхождения, расположения и потенциала направленной дифференциации. Считалось, что единственной тотипотентной стволовой клеткой может быть оплодотворенная яйцеклетка, а взрослые стволовые клетки хотя и полипотентны, но ограничены в возможности дифференциации и органоспецифичны (Репин B.C. Сухих Г.Т., 1998; Herzog EX., Chai L., Krause D.S., 2003).
В последние годы эти представления претерпели значительные изменения. Обнаружены стволовые клетки взрослых и их оригинальные свойства, которые указывают на возможности дифференциации в направлении, совершенно отличным от ряда их клеточной принадлежности, что определяется как пластичность (Репин B.C., Сухих Г.Т. 1998; Сухих Г.Т. и соавт., 2002; Herzog E.L., Chai L., Krause D.S.,2003).
Кроветворные стволовые клетки и стромальные элементы кроветворной системы в аспекте трансплантационных технологий представляют большой интерес, так как именно они явились и остаются первой моделью исследования стволовых клеток взрослого организма (Фриденштейн А.Я., Лурия Е.А. , 1980; Чертков И.Л., Гуревич О.А., 1984; Цырлова А.И., 2000; Friedenstein A.J., Shapiro-Piatetzky 1:1., Petrakova K.V., 1966; Friedenstein A.J., Chailakhjan R.K., Lalykina K.S., 1970).
Впервые существование подобных клеток было доказано экспериментальными исследованиями А.Я. Фриденштейна (1966). На основании способности к самообновлению и мультипотентности данные колониеобразующие клетки костномозгового происхождения Фриденштейном А.Я. были названы мультипотентными предшественниками (Фриденштейн А.Я., Лурия Е.А., 1980; Friedenstein A.J., Shapiro-Piatetzky I.I., Petrakova K.V., 1966).
Кроветворный костный мозг состоит из собственно стволовых кроветворных клеток (СКК) и кроветворного микроокружения, или стромы, где основные стволовые качества присущи мезенхимальным стволовым клеткам (МСК). (Чертков И.Л., Гуревич О.А;, 1984; Conget P.A., Minguell J.J., 1999).
Стромальные элементы представлены комплексом клеток, находящимися в полости губчатой кости. В его состав входят: субпопуляции Т-лимфоцитов и макрофагов, фибробласты, резидентные макрофаги, адипоциты, эндотелиальные клетки костномозговых синусов, нервные волокна, высокомолекулярные вещества внеклеточного матрикса (коллаген, фибронектин, ламинин, гепаринсульфаты). (Чертков И.Л., Гуревич О.А., 1984).
Изучение клеточного цикла МСК показало, что только малая часть клеток активно пролиферируют (около 10% в 10% в S + G2 + М), большая часть находится в стадии Go/Gl (Conget Р.А., Minguell J J., 1999).
Антигенная характеристика МСК не уникальна, а несет в себе некоторые характеристики мезенхимальных, эндотелиальных и мышечных клеток. МСК отрицательны к типичным гемопоэтическим антигенам CD45, CD34, and CD 14 (Тепляшин А. С, 2005; Conget P.A., Minguell J.J., 1999).
Что касается кроветворных элементов костного мозга, они достаточно гетерогенны, хотя это морфологически сложно различимо. Выявляются популяции: клоногенные длительно самообновляющиеся клетки, промежуточные формы и мультипотентные предшественники (Чертков И.Л., Гуревич О.А.,1984; Samuel Н. Ch., Sean J. et al., 1999).
Морфологически стволовая кроветворная клетка не отличается от лимфоцитов. Иммунофенотип СКК характеризуется экспрессией антигена CD34, рецептора фактора стволовых клеток и отсутствием антигенов CD33 и HLA-DR (Чертков И.Л., Фридерштейн АЛ., 1977; Новик А.А., Богданов А.Н., 2001).
Для выделения чистой линии СКК из аспирата клеток костного мозга удаляются клетки, несущие линейно-специфичные маркеры, такие как CD1 lb -макрофаги и гранулоциты, CD3 - Т-клетки, В220 - В-клетки и Тег-119 -эритроциты (Wolf N., Копе A., Priestley G. et all., 1993). Среди СКК можно выделить клетки побочной популяции, с экспрессией ABCG2 транспортера, трансмембранного белка, который окрашивает их в голубой цвет при окраске красителем Hoechst (Scharenberg C.W. et al., 2002). Интересен факт, что клетки побочной популяции выявляются и в других органах, например мышцах, что дает основание считать их тканевыми стволовыми клетками (Seale Р., Asakura A., Rudnicki М.А., 2001), а некоторые авторы предполагают что они попадают в органы из костного мозга (Kawada Н., Ogawa М., 2001; McKlnney-Freeman S.L., Jackson К.A. et al., 2002).
Контроль перемещения и дифференцировки клеток костного мозга осуществляется цитокинами, факторами роста и молекулами адгезии, неспецифической системной нервной импульсацией (Цырлова А.И., 2000; Srour E.F. et al. 1984; Maestroni G.J.,2000; Wright D.E. et al., 2002).
Дифференцировка стволовых клеток определяется по экспрессии внутриклеточных и поверхностных маркеров, морфологическим параметрам и по изменению функциональных характеристик (Цырлова А.И.,2000; Herzog EX. et al., 2003).
О нейрональной дифференцировке стволовых клеток костного мозга in vivo впервые сообщили Eglitis М.А., Mezey Е. и соавт. в 1997 году. По их данным, стволовые клетки костного мозга, меченные ретровирусом при внутривенной трансплантации распределяются по всему мозгу. В течение нескольких недель количество данных клеток возрастает до 14 тыс. В этих клетках были выявлены микроглиальный антигенный маркер (F4/80) и глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP), главный маркер астроцитов. Маркеры нейробластов не были выявлены.
Данное сообщение явилось импульсом для целого ряда исследований, пытающихся либо опровергнуть, либо подтвердить сенсационное заявление (Alvarez-Dolado М. et al, 2003; Опо К. et al., 2003; Hess D.C. et al., 2004; Munoz-Elias G. et al, 2004; Xu P. et al., 2004).
Во всех исследованиях нейронального превращения тех или иных, стволовых клеток изучалась экспрессия внутриклеточных и/или мембранных маркеров. В стадии созревания нейронов и глиальных клеток им свойственна экспрессия следующих маркеров: нестин - чаще всех применяется для идентификации нейронов, но может экспрессироваться мышечными клетками и астроцитами; В-тубулин III - свойственен для новообразующихся нейронов; нейронспецифичная энолаза (NSE) - может выявляться в астроцитомах и некоторых видах опухолей; нейрофиламенты с различными массами тела (NF-L, NF-M, NF-H), микротубульный белок (Тау); МАР2 - специфичен для зрелых нейронов и не выявляется в клетках предшественниках; нейрональный ядерный антиген А6 0 (NeuN) - наиболее специфичный антиген, но он не выявляется в клетках Пуркинье; глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP) -характерен для зрелых астроцитов, S100Ь и виментин - характерны для незрелых астроцитов, а виментин также может выявляться и в незрелых нейронах (Rosser А.Е. et al., 1997; Mi Н., Barres В.А., 1999; Rietze RX.et al, 2001).
Дифференциация олигодендроцитов происходит постадийно, и в зависимости от степени зрелости ими экспрессируются следующие антигены: A2B5 - рецептор к тромбоцитарному фактору роста, NG2 - хондроитин сульфатный протеогликан - клетки предшественники; 04 -преолигодендроциты; галактоцереброзид (GalC или Ol антиген), 2 3 -циклический нуклеотид 3 фосфодиэстераза (CNP аза) - в зрелых олигодендроцитах; миелин ассоциированный гликопротеин (MAG), миелиновый основной белок (МБР) и протеолипидный белок (PLP) -миелиниризирущие олигодендроциты (Zhang S.C., 2001).
Основным морфологическим признаком нейрона является ассиметричная форма клетки, т.е. выявление тела и отростков (Svendsen C.N., Bhattacharyya А., TaiY.T.,2001).
Mezey Е. и соавт. (2000) в своих исследованиях использовали гомозиготных самок мышей с дефектом PU1 гена как рецепиентов. PU1 - ДНК связывающий домен, экспрессируюется исключительно в гематопоэтических клетках. 20 дневным мышам была произведена внутрибрюшинная пересадка кроветворных стволовых клеток от самцов и в сроки от одного до четырех месяцев исследовано количество клеток с положительной окраской на PU1, Y-хромосому и NeuN. Количество NeuN положительных клеток в мозге варьировало от 23 до 39%, Y — хромосома положительных клеток от 2,5 до 4,6%, из всех NeuN положительных клеток от 0,3 до 1,8% имели Y хромосому (Mezey Е. et al., 2000).
Методы инструментального исследования
Всем больным производили рентгенографию поврежденного отдела позвоночника в стандартных двух проекциях. При необходимости исследование дополняли функциональными рентгенографиями в положении сгибания и разгибания позвоночника и в 3/4 проекциях.
Степень сужения позвоночного канала оценивалась по рентгенологическим изображениям и вычислялась по формуле: D% = [1 - min (х)/тах (а + Ь)/2] х ЮО, где D % степень сужения канала, a, b — максимальные диаметры выше и ниже участка повреждения, х — минимальный диаметр участка повреждения (Perrouin-Verbe В. et al., 1998). MPT томография спинного мозга Для визуализации спинного мозга использован MP-томограф "Sigma Profile" GE Medical systems с резистивным магнитом напряженностью магнитного поля 0,2 Т.
Использовали импульсные последовательности спин-эхо (SE) и градиент-эхо (GE). Получали ТІ-взвешенные и Т2-взвешенные изображения в сагиттальной плоскости, а также ТІ взвешенные изображения в аксиальной плоскости. Использовались стандартные параметры при получении Т1-взвешенных изображений (TR - 5 Юме, ТЕ - 34мс) и при получении Т2 взвешенных изображений (TR - 2060 мс, ТЕ - 210 мс).
Дополнительно получали гипер-Т2-взвешенные изображения (TR -5000мс) в сагиттальной плоскости. «Миелографический» эффект этих томограмм обеспечивал лучшую визуализацию ликворной системы спинного мозга. Срезы получали в аксиальной и сагиттальной плоскостях, в части случаев коронарной плоскости. Толщина срезов - 6-8мм, матрица - 256x256. Время исследования в среднем составляло 15 минут. Все исследования осуществлялись с применением стандартной квадратурной катушки.
Объем участка кистозно-дегенеративных изменений спинного мозга расчитывали по формуле Эриксона для определения объема эллипсоида: V = я/6 xaibxc где a, b и с - максимальные диаметры очага (Ericson R., Hakanson S., 1981). Исследование электрической активности спинного мозга Регистрация ССВП и ЭМГ осуществлялась с помощью системы "Neuropack-2" фирмы "NIHON KONDEN" (Япония) (Рис.6).
Аппарат «Neuropack-2» для записи ЭМГ и ССВП Электромиография Амплитуда колебаний потенциала мышцы обычно не превышает нескольких милливольт, а их длительность — 20—-25 мсек, поэтому Э. проводят с помощью усилителя и малоинерционного регистратора; кривая, записанная на фотобумаге, фотоплёнке и т. п., называется электромиограммой (ЭМГ). Исследуется нервно-мышечная передача, рефлекторная деятельность двигательного аппарата, определяется скорость проведения возбуждения по нерву. ЭМГ даёт возможность судить о состоянии и деятельности не только мышц, но и нервных центров, участвующих в осуществлении движений (Байкушев СТ. и соавт., 1974; Коуэн X., Брумлик Дж., 1975)
Соматосенсорные вызванные потенциалы ССВП вызываются стимуляцией периферического нерва и регистрируются в виде волн на различных участках соматосенсорного пути (нерв, сплетение, задние столбы спинного мозга и ядра задних столбов, таламус и лобно-теменная кора); в специфических точках вычисляются латентные периоды и межпиковые латентности, полученные данные сравнивают с контрольной нормой и со значениями противоположной стороны. Регистрацию ССВП в зависимости от диагностической задачи производят от электродов, расположенных над различными участками периферических нервов (периферические ССВП), над спинным (спинальные ССВП) и головным (церебральные ССВП) мозгом. При полном перерыве нервных проводников характерно исчезновение вызванных потенциалов на всех уровнях нервной системы выше перерыва; при частичном поражении отмечается снижение амплитуды или полное исчезновение ранних компонентов вызванных потенциалов, упрощение формы вызванных потенциалов с заменой его длиннолатентных компонентов медленными малодифференцированными колебаниями.
Характеристика движений животных в динамике при экспериментальном повреждении спинного мозга
Поза нормальных крыс имеет следующие характеристики: стопы парарельны относительно друг другу, задняя часть туловища и хвост приподняты, отмечается напряжение мыщц тазового пояса, направленное на поддержание устойчивости туловища (рис.7). Рис. 7. Поддержание задней части туловища за счет напряжения разгибателей ног Походка нормальных животных скоординирована: движения передней и задней части туловища, движения задних конечностей симметричны по отношению друг другу, При движении одной конечности, противоположная выполняет полноценную функцию опоры (рис.8).
. Элементы движения животных в норме
Реакция на тактильное и болевое раздражение характеризуется немедленным ответом в виде отдергивания и движения в противоположном от раздражителя направлении.
У всех животных в группах на первые сутки после вмешательства отмечается картина вялой нижней параплегии, анестезии, нарушения мочеиспускания. Задняя часть туловища «лежит», резко выраженная гипотония мышц задней части туловища (рис.9). Передвижение в виде «волочения» задней части туловища (рис.10). На поверхностные и болевые раздражения ответа не наблюдается. Картина полного нарушения функции спинного мозга, на наш взгляд, связана с нарушением кровообращения в неповрежденной половине спинного мозга.
. Первые сутки после травмы спинного мозга
К 7 суткам из 10 животных у 4 отмечается незначительная положительная динамика, в виде разрешения плегии на правой стороне до глубокого вялого пареза.
Средний балл оценки двигательной активности в целом по группе составил 0,9 ± 0,24 баллов, что характеризуется как незначительное движение в одном или в двух суставах задней конечности.
Из всей группы максимальные баллы имели 4 животных: по 2 балла - у двух и по 1,5 балла у двух других. У этих животных отмечается слабое проявление мочевого автоматизма при раздражении правой задней конечности. Нарушение чувствительности сохраняются на уровне анестезии. К этому сроку у всех животных появляются трофические нарушения, в виде похудания задней части туловища, выпадения шерсти и у 2 крыс - появление пролежней в виде поверхностной раны на задних лапах. К 21 суткам неврологическая картина приобретает устойчивый характер и у крыс развивается нарушенный стереотип движения (рис.11).
Общий средний балл по группе составлял 2,15 ± 0,21баллов.
Балл по двигательной активности в неповрежденной стороне у 5 животных был равен 4 баллам, у одного 5 баллам, у остальных (n = 4) не был выше 3 баллов. На стороне повреждения спинного мозга сохранялись более выраженные моторные нарушения. Об этом свидетельствовало то, что балл двигательной активности здесь оставался в пределах 2, что характеризуется как заметное движение в одном суставе или заметное движение в одном суставе и незначительное движение в другом суставе. Также в этом периоде наблюдается проявление спастического ответа на тактильную и болевую стимуляцию. периодическая неполная опора, за счет движения в основных суставах, но с проскальзыванием
Трофические нарушения у 2 животных прогрессировали - происходило увеличение размеров раны (рис.12).
Мролежневая рана в области промежности и .тепой чадней конечности
К 35 суткам наблюдения средний балл двигательной активности по группе составил 2,85 ± 0,27, что характеризуется заметным движением в двух суставах или незначительным движением во всех трех суставах задней конечности. У 3 животных на неповрежденной стороне он был равен 4 баллам, у 2 поднялся до 5 баллов, у остальных (п - 5) оставался без изменения, то есть на уровне 3 баллов (рис.13).
На стороне повреждения двигательная активность лишь у одного животного поднялась до 3 баллов, у остальных животных (п =9) оставался на уровне 1 или 2 баллов. Животные передвигались с незначительной опорой на поврежденную конечность, движения передних и задних лап некоординированы. Они больше носят приспособительный характер. Особой динамики в чувствительности не отмечается, ответ на болевое раздражение носит характер спастического. Трофические нарушения несколько регрессировали, проявился устойчивый мочевой автоматизм у всех животных.
На 35 сутки после повреждения. Движение в правой конечности с опорой и движением вовсех трех суставах, однако движение левой конечности ограничено лишь движением в основном суставе
Сравнительный анализ динамики бальных показателей движения в разные сроки наблюдения в контрольной группе животных показал достоверность их различий при изучении по методу сравнения парных признаков Wilcoxon (Рис.14). контрольная группа 3 7 сутки 21 сутки D35 сутки . Средние показатели движения в динамике в контрольной группе животных
- достоверно по отношению к 7 суткам по методу сравнения парных признаков Wilcoxon
Динамика двигательной активности соответствует классическому клиническому течению травматического повреждения спинного мозга с нарушением его двигательной и чувствительной функции ниже уровня повреждения без какой-либо отчетливой тенденции к полному восстановлению к максимальному сроку наблюдения (35 суток с момента нанесения травмы).
Клинико-неврологическая характеристика больных в позднем периоде ТБСМ
Как было показано в главе «Материалы и методы» пилотное исследование было проведено на 18 больных с клиникой полного нарушения функции спинного мозга в позднем периоде ТБСМ. Больные группы сравнения (п=18) по возрасту и длительности заболевания достоверно не отличались от больных основной группы. При оценке неврологического статуса больные к моменту обращения в позднем периоде ТБСМ имели следующие показатели (табл.14). Как видно из таблицы 14 по показателям неврологического статуса больные основной группы и группе сравнения не имели достоверных отличий. С нашей точки зрения наиболее информативным в оценке степени неврологического дефицита и последующей его динамики у больных с верхне среднегрудным уровнем и уровнем поясничного утолщения является оценка чувствительности. Исследование моторной функции у данных больных приводит к большому разбросу баллов. Данный факт, на наш взгляд, объясняется тем, что при данной локализации повреждения ключевые мышцы, иннервируемые шейным утолщением остаются интактными, а ключевые мышцы поясничного утолщения выключаются.
Из таблицы 14 можно сделать выводы, что исходно у больных отмечался глубокий неврологический дефицит, который в группе больных с шейным уровнем повреждения составлял менее Ул нормальной мышечной силы, ИЛИ Уг возможной силы верхней конечности. Данный дефицит оказывал свое влияние и на возможность передвижения и самообслуживания и делал больных зависимыми от внешней поддержки и помощи, даже в самых обыденных действиях, таких как питания или утреннего туалета. Об этом свидетельствуют баллы по шкале Бартель, которые были ниже 1/5 части максимально возможных 100 баллов в группе больных с шейным уровнем повреждения и 1/3 от максимально возможных в группе пациентов с повреждением грудного и поясничного уровня.
Выраженность спастического синдрома, позволяет оценивать сохранность клеточных и волоконных структур ниже уровня повреждения, на что указывают и данные исследований Lee К,С„ Carson L (1989). Спастический синдром пациентов был более выражен в группе больных с шейным уровнем повреждения. В данной группе, как видно из таблицы 14, он был на уровне 3 баллов и не имел достоверных различий между группами.
На основании выяснения анамнеза в течение ТБСМ отмечена четкая закономерность изменения неврологического статуса, которая наиболее отчетливо проявляется у больных с шейным уровнем повреждения. Она сводилась к следующему:
- первичный неврологический дефицит, возникший в результате травмы спинного мозга и позвоночника.
- неврологическое улучшение, носящее, как правило, сегментарный характер, наблюдающееся в первые недели после декомпрессии спинного мозга и стабилизации оси позвоночника.
- стабильный характер положительной неврологической динамики, в связи с активизацией и стабилизацией общего состояния больного, начинается с 4 недель и может продолжаться до 6 месяцев. В данном периоде происходит разрешение спинального шока, может наблюдаться улучшение чувствительности на уровне повреждения и распространятся на несколько сегментов ниже уровня повреждения, появляется автоматизм мочевого пузыря, купируются, имеющие место инфекционные осложнения и больные приобретают важные навыки и психологический настрой «спинального больного»
- устойчивое плато или периодическое ухудшение состояния в связи с появлением и нарастанием спастического и болевого синдрома, периодических вспышек хронической инфекции, начинается в среднем через 6 месяцев с момента получения травмы, то есть в позднем периоде ТБСМ
Кроме того, из анамнеза выявлено, что, несмотря на проведение курсов нейрометаболической, сосудистой и реабилитационной терапии, существенного регресса двигательного и чувствительного дефицита в поздние сроки течения ТБСМ у больных в основной группе и группе сравнения не отмечалось.
У всех 36 пациентов к моменту проведения операций миелорадикулолиза и трансплантации стволовых клеток отсутствовали трофические осложнения в виде пролежней и вялогранулирующих ран.
Из 36, у 35 больных отмечались нарушения функции тазовых органов по центральному типу с сформированным автоматизмом мочевого пузыря. У одного больного основной группы имелась функционирующая цистостома.
У 17 пациентов с повреждением позвоночника на шейном уровне при отсутствии сдавления дурального мешка и выраженной деформации позвоночника в основной (п = 11) ив группе сравнения (n = 6) рентгенографически определялось остаточное сужение позвоночного канала (рис.49). Оно составляло, в среднем, 10,8 ± 1,31 % и 11,45±1,52 % соответственно (табл.15).
Выявленные по МРТ изображениям изменения в спинном мозге, являлись основанием для проведения операции - миелорадикулолиза, опорожнения и дренирования спинальных кист и трансплантации аутологичных СККМ в зону его повреждения по оригинальной методике.
У всех больных основной и группы сравнения без исключения на MP изображениях спинного мозга на момент обследования выявлялся очаг кистозно - дегенеративного изменения спинного мозга в зоне его повреждения с формированием интрамедуллярной или субарахноидальной кист (табл. 16 и рис. 50).
